NS: перовскитовые светодиоды готовы заменить традиционные

Ученые из Линчепингского университета в Швеции установили, что для успешного внедрения перовскитовых светодиодов (LED) на рынок ключевыми факторами являются стоимость, технические характеристики и экологичность. Работа опубликована в журнале Nature Sustainability (NS).

Перовскитовые светодиоды (LED) дешевле и проще в производстве, чем обычные, и при этом обеспечивают яркие и насыщенные цвета.

Это делает их перспективной технологией для экранов, считает Фэн Гао, профессор оптоэлектроники из Линчепингского университета. Однако для того, чтобы перовскитовые светодиоды смогли полностью заменить современные, одних технических преимуществ недостаточно.

Команда Фэна Гао совместно с профессором Олофом Хьельмом и ассистент-профессором Джоном Лоуренсом Эсгеррой провела комплексный анализ экологического воздействия и стоимости 18 типов перовскитовых LED. Ученые использовали метод оценки жизненного цикла и технико-экономический анализ, охватывающий все этапы — от добычи сырья до утилизации.

Исследователи обнаружили, что для эффективности перовскитовых LED требуется небольшое количество свинца, который считается токсичным. Однако главная проблема заключается в использовании золота, добыча которого сопровождается выбросами ртути и цианида, а также большими энергозатратами. Замена золота на более доступные металлы — медь, алюминий или никель — позволила бы значительно снизить экологическое воздействие без потери эффективности.

Перовскитовые LED уже демонстрируют высокий потенциал для коммерциализации благодаря низкой стоимости и снижению вреда для окружающей среды. Основной вызов связан с увеличением срока службы светодиодов — сейчас он составляет несколько сотен часов. По мнению ученых, для положительного экологического эффекта срок службы должен достичь примерно 10 тысяч часов, что они считают вполне достижимым.

"Если продукт обладает высокой технической эффективностью, но при этом дорог и неэкологичен, он не будет конкурентоспособным на рынке. Это понимание все больше будет направлять наши исследования", — отметил Муйи Чжан, аспирант факультета физики, химии и биологии Линчепингского университета.